10KV~0.4KV变电站设计
10kV-0.4kV降压变电所设计 课程设计
课程设计说明书题目 10kV-0.4kV降压变电所设计系别电气工程及其自动化班级电气092班姓名王黎明学号093736235答辩时间 2012 年 12 月新疆农业大学机械交通学院任务分配表小组成员：李晨、卢锡文、赵俊杰、杨海龙、王黎明、张跃锡任务分配李晨：主接线的形式选定及分析以及主变的选择卢锡文：参数以及短路计算杨海龙、赵俊杰：元器件的校验计算张跃锡、王黎明：二次继电保护目录摘要 (1)1 毕业设计概述 (2)1.1 课程设计题目 (2)1.2 课程设计目的 (2)1.3 毕业设计内容 (2)2 变电所电气主接线 (3)2.1 对电气主接线的基本要求和原则 (3)2.1.1 电气主接线的基本要求 (3)2.1.2 电气主接线的原则 (3)2.2 电气主接线设计程序 (3)2.3 主接线设计 (4)2.3.1 单母线接线 (4)2.3.2 单母线分段接线 (5)2.4 确定单母线接线方式 (5)3 变压器选择 (5)3.1 变电所变压器容量、台数、型号选择 (6)3.1.1 变压器容量 (6)3.1.2 主变压器台数和型号 (6)3.1.3 主变压器确定 (7)4 短路计算 (7)4.1 短路危害 (7)4.2 参数计算 (8)4.3分列高压短路电流计算 (9)4.3.1 短路点##1 (10)4.3.2 短路点##2 (11)4.4 并列高压短路电流计算 (13)4.4.1 短路点##2 (14)5 电力器件校验 (16)5.1 10KV侧汇流主母线 (16)5.1.1 10Kv侧汇流主母线正常发热校验 (16)5.1.2 10Kv侧汇流主母线热稳定性校验 (16)5.1.3 10Kv侧汇流主母线动稳定性校验 (17)5.2 0.4KV侧母线选择 (17)5.2.1 0.4Kv侧汇流主母线正常发热校验 (17)5.2.2 0.4Kv侧汇流主母线热稳定校验 (18)5.3 断路器的选择 (18)5.4 隔离开关的选择 (19)5.5 互感器的选择及校验 (20)5.5.1 电流互感器选择 (20)5.5.2 电压互感器选择 (21)5.6 绝缘子的选择及校验 (22)6 变电所二次回路方案选择及继电保护的整定 (22)6.1 二次回路的定义和分类 (22)6.2 二次回路操作电源的选择 (23)6.3 二次回路的接线要求 (23)6.4 变压器纵差保护整定计算及其校验 (24)6.4.1 差动继电器的选型 (24)6.4.2 纵差动保护的整定计算 (25)6.5 变压器过电流保护的整定计算 (26)6.5.1 DL-21CE型电流继电器 (26)6.5.2 过电流保护整定原则 (28)6.5.3 过电流保护整定的动作时限 (29)6.5.4 保护装置的灵敏校验 (29)6.5.5 过电流保护整定计算 (29)6.6 零序电流的整定计算 (31)6.7 输电线路纵联保护 (31)6.7.1 实现纵联保护的方式 (32)6.7.2 纵联保护的通信方式 (34)6.8 防雷保护设计 (37)6.8.1 雷电过电压 (37)6.8.2 雷电的危害 (38)6.8.3 防雷保护装置 (38)6.8.4 防雷设计 (38)7 总结 (39)谢辞 (39)参考文献 (41)10kV-0.4kV降压变电所设计王黎明指导老师：李春兰、艾海提摘要：本设计的主要内容包括：10/0.4kV变电所主变压器选择；变电所电气主接线设计；短路电流计算；负荷计算；无功功率补偿；电气设备选择（母线、高压断路器、隔离开关、电流互感器、电压互感器、避雷器和补偿电容器）；配电装置设计；继电保护规划设计；防雷保护设计等。
10~0.4kV变电所供配电系统初步设计
10~0.4kV变电所供配电系统初步设计摘要:从负荷计算、无功补偿、站址选择、主接线选用、短路电流、设备选型、继保配置、防雷接地、照明、配网自动化等方面论述了10kV变电站设计的主要内容和设计程序.关键词: 10kV变电站; 设计; 负荷计算; 无功补偿10kV配电网属中压配电网,它延伸至用电负荷的中心或居民小区内,直接面对工矿企业和居民等广大用户的供电需要,起着承上启下确保用户供电的作用,因此10kV配电网所处的地位十分重要. 在配电工程中,能否保证系统安全、经济、可靠地运行,工程的设计质量是一个重要条件. 本文就10kV变电站的设计思路进行探讨.1 负荷计算及负荷分级计算负荷是确定供电系统,选择主变容量、电气设备、导线截面和仪表量程的依据,也是整定继电保护的重要数据. 因此,正确进行负荷计算及负荷分类是设计的前题,也是实现供电系统安全、经济运行的必要手段. 此阶段需要的原始资料有: ①供电区域的总平面图; ②供电区域逐年及最终规模的最大负荷、年耗电量、功率因数值及项目投产日期; ③每回出线的名称、负荷值、各负荷的性质及对供电可靠性或其它方面的特殊要求; ④供电部门对电源电压、供电方式、电源路数及继电保护、自动装置等方面的相关意见; ⑤用户对变电站设置方面的数量、容量、位置等的设想及资金准备情况等.计算负荷的方法多种多样,如需用系数法、二项式法、利用系数法等. 目前多数采用需用系数法与二项式法相结合的方法,部分采用利用系数法. 但是由于利用系数法其理论依据是概率论和数理统计,计算结果比较接近实际,因此也适用于各类的负荷,在以后的负荷计算工作中将占主导地位.负荷根据其对供电可靠性的要求可划分为一、二、三级负荷. 对于一级负荷,如医院的手术室等必须有两个独立的电源供电,如同时具备两个条件的发电厂或变电所的不同母线段等,且当两个独立电源中任一电源失去后,另一电源能保证对全部一级负荷的不间断供电. 对于一级负荷中的特别重要负荷,也称保安负荷. 如用于银行主要业务的电子计算机及其外部设备、防盗信号等必须备有应急电源,应由两个独立的电源点供电. 如两个发电厂、一个发电厂和一个地区电网或一个电力系统中的两个区域性变电所等. 独立于正常电源的发电机同样可作为应急电源,实行先断后通. 对于二级负荷一般需有两个独立电源供电,且当任一电源失去后,另一电源能保证对全部或部分的二级负荷供电. 对于三级负荷,通常只需一个电源供电. 在各类负荷中,除了保安负荷外,都不应按一个电源系统检修或故障的同时另一电源又发生故障进行设计.2 无功补偿的确定在电力系统中,存在着广泛的、大量的感性负荷,在系统运行中消耗大量的无功功率,降低了系统的功率因数,增大了线路的电压损失,电能损耗也增高. 因此,国家供用电规则规定:无功电力应就地平衡,用户应在提高用电自然功率的基础上设计和装置无功补偿设备,并做到随其负荷和电压变动及时投入或切除,防止无功倒送. 目前广泛采用并联电容器作为无功补偿装置,分集中补偿和分散补偿两种. 在确定无功补偿方案时应注意如下问题:2. 1 补偿方式问题目前无功补偿的出发点还放在用户侧,只注意补偿用户的功率因数,而不是立足于降低电力网的损耗. 如为提高某电力负荷的功率因数,增设1台补偿箱,对降损有所帮助,但要实现最有效的降损,可通过计算无功潮流来确定各点的最优补偿量及补偿方式,使有限的资金发挥出最大的效益.2. 2 谐波问题电容器具备一定的抗谐波能力,但谐波含量过大时会对电容器的寿命产生影响,甚至造成电容器的过早损坏,且电容器对谐波有放大作用,因此使系统的谐波干扰更严重. 动态无功补偿的控制容易受谐波干扰的影响,造成控制失灵. 因而在有较大谐波干扰的地方补偿无功,还应考虑添加滤波装置.2. 3 无功倒送问题无功倒送会增加线路及变压器的损耗,加重线路的负担,因此是电力系统所不允许的.2. 4 电容器容量的选择(1) 集中补偿容量( kvar) :QC = P ( tanψ1 - tanψ2) . P为最大负荷月的平均有功功率, kW; tgψ1为补偿前功率因数的正切值; tgψ2为补偿后功率因数的正切值;(2) 单个电动机随机补偿容量( kvar) :QC = 3 I0Un. Un 为电动机的额定电压, kV; I 0为电动机的空载电流, A.(3) 按配电变压器容量确定补偿容量( kvar) . 在配电变压器低压侧安装电容器时, 应考虑在轻负荷时防止向10kV配电网倒送无功,以取得最大的节能效果. QC = (0. 10 ～0. 15) Sn. Sn 为配变容量, kV A.3 变电站位置的确定变电站位置应避开大气污秽、盐雾、与邻近设施有相互影响的地区(如军事设施、通信电台、飞机场等) 、滑坡、滚石、明暗河塘等,靠近负荷中心出线条件好,交通运输方便. 当前,在一些居民区变电站的建设中,有部分居民对实际情况不了解或看到一些报刊杂志上的片面宣传资料,对配电设备的环境影响产生了误解或恐惧心理,引发“要用电,但拒绝供电设备”的矛盾. 根据上海市辐射环境监理所对上海市内不同类型的已投运的100余座10kV变电站历时两年多的实测和调研,结果如下:(1) 具有独立建筑物的10kV变电站: ①变电站产生的电场经过实心墙体的屏蔽,得到有效的衰减,基本无法穿出. 在距铁门、百叶窗等非实心墙体外3～4米处,电场强度已衰减至环境背景值的水平. ②磁感应强度对实心墙体的穿透力较强,其垂直分量大于水平分量,随着空间距离的增长有明显的衰减. ③实际测得的最大电场与磁场强度值远低于我国环境标准所规定的居民区电场与磁场参考限值.(2) 置于大楼内的10kV变电站: ①电磁场在户内所测得的数值相对比户外的数值要高. ②无论户内或户外,实际测得的最大电场与磁场强度值均比我国环境标准所规定的参考限值有较大的裕度.(3) 10kV预装式变电站: ①10kV预装式变电站附近的电场强度与上述具有独立建筑物变电站的情况相当,磁感应强度在总体上偏小. ②电场与磁场实测最大强度值均远低于我国环境标准所规定的参考限值.在《浙江省农村低压电力设施装置标准》中也要求变电站离其它建筑物宜大于5米. 在设计中,还应考虑到变电站的噪声对周围环境的影响,必要时采用控制和降低噪声的措施.4 主变压器选择在10kV变电站中,要选用性能优越、节能低损耗和环保型的变压器. 变压器的台数及容量要根据负荷计算和负荷分级的结果并结合经济运行进行选择. 当有大量的一、二级负荷,或季节负荷变化较大,或集中负荷较大时,宜装设两台及以上的变压器. 当其中任一台变压器断开时,其余变压器应满足一级负荷及大部分二级负荷的用电需要. 定变压器容量时还要综合考虑环境温度、通风散热条件等相关因素. 对冲击性较大的负荷、季节性容量较大的负荷、小区或高层建筑的消防和电梯等需备用电源的负荷等可设专用变压器,此方法既保障了电能的质量及供电的可靠性,又结合了电费电价政策,做到经济运行.为了使变压器容量在三相不平衡负荷下得以充分利用,并有利于抑制3n次谐波影响,宜选用的变压器接线组别为D, yn11. D, yn11接线的变压器低压侧单相接地短路时的短路电流大,也有利于低压侧单相接地故障的切除. 在改、扩建工程中,为了满足变压器并列运行条件,选用的变压器接线组别与原有的保持一致,短路阻抗百分比接近,容量比不超过1∶3. 如我县某企业,其设备的用电规格与我国不相一致,根据用户的意见,我们将容量为630kV A的主变接线组别定为D, dn,并要求变压器设单独的接地系统,以此满足用户的供电要求. 设在高层建筑内部的变电站,主变采用干式变压器. 设在周围大气环境较差的变电站,应选用密闭型或防腐型变压器. 为了不降低配电运行的电压, 10kV变电站的主变分接头宜放在10. 5kV上,分接范围油浸变为±5% ,干式变为±2 ×2. 5%.5 电气主接线的选择变电站的主接线对变电站内电气设备的选择、配电装置的布置及运行的可靠性与经济性等都有密切的关系,是变电站设计中的重要环节. 主接线的形式多种多样,在10kV变电站的设计中常用的有单母接线、单母分段接线、线路—变压器组接线、桥式接线等,每种接线均有各自的优缺点. 通过对几种能满足负荷用电要求的主接线形式在技术、经济上的比较,选择最合理的方案.技术指标包括: ①供电的可靠性与灵活性; ②供电电能质量; ③运行管理、维护检修条件; ④交通运输及施工条件; ⑤分期建设的可能性与灵活性; ⑥可发展性.经济指标包括: ①基建投资费用. ②年运行费.我县西部的甲乙两企业,以前均由长广的6kV线路供电,现都要求改为电网10kV供电. 在甲企业中,由于其预计运行的时间只有3年左右,且周围均为10kV电网供电,经过技术及经济比较,采用了保留原有供电设备,仅增一台特殊变比(10kV /6kV)的变压器来满足用电要求的方案,节省了投资,节约了时间.在乙企业中,其新增设备的额定电压为10kV,在企业周围还有部分采用6kV电压等级供电的负荷,如同样采用甲企业的方法,仅增一台特殊变比(10kV /6kV)的变压器,则该企业有可能成为一个新的6kV电压等级供电点,对用电的管理及电网的运行均产生不利的影响. 经技术及经济比较,向用户列举了10kV供电的诸多优点,动员用户对原有供电设备进行了改造. 此方法对用户、电网和用电管理部门都是一个较理想的选择.6 短路电流计算在供电系统中危害最大的故障是短路,为了正确选择和校验电气设备,须计算短路电流.在10kV变电站的短路电流计算中,一般将三相短路电流作为重点. 为了简化短路电流计算方法,在保证计算精度的情况下,可忽略一些次要因素的影响. 其规定有:(1) 所有电源的电动势相位角相同,电流的频率相同,短路前电力系统的电势和电流是对称的.(2) 认为变压器为理想变压器,变压器的铁芯始终处于不饱和状态,即电抗值不随电流大小发生变化.(3) 输电线路的分布电容略去不计.(4) 每一个电压级均采用平均额定电压,只有电抗器采用加于电抗器端点的实际额定电压.(5) 一般只计发电机、变压器、电抗器、线路等元件的电抗.(6) 在简化系统阻抗时,距短路点远的电源与近的电源不能合并.参照以上原则,给出变电站在最大运行方式下的等效电路图,运用同一变化法或个别变化法分别得出:(1)次暂态短路电流( I ”) ,用来作为继电保护的整定计算和校验断路器的额定断流容量.(2) 三相短路冲击电流( Ish ) ,用来校验电器和母线的动稳定.(3) 三相短路电流稳态有效值( I ∞) ,用来校验电器和载流导体的热稳定.(4) 次暂态三相短路容量( S ”) ,用来校验断路器的遮断容量和判断母线短路容量是否超过规定值,作为选择限流电抗器的依据.7 设备的选择及校验在进行电气设备选择时,应根据工程的实际情况,在保证安全、可靠的前题下,积极而稳妥地采用新技术,注意节约投资.7. 1 10kV开关柜的选择容量为500kV A及以上的变压器一般均配有10kV开关柜. 10kV开关柜可分为固定式和手车式开关柜.就绝缘介质而言,目前10kV开关柜的主流产品又可分为SF6气体绝缘和真空绝缘. SF6气体绝缘的开关柜体积小,一般20年内免维护,但价格高,其气体的泄露还会造成环境污染. 真空绝缘的开关柜体积适中,相对同等档次的SF6气体绝缘的开关柜来说价格略低,使用过程中不会造成环境污染,但每二年就需做一次试验,增大了运行维护的工作量. 因此开关柜的选择除按正常工作条件选择和按短路状态校验外,还应考虑开关柜放置的场合和对开关柜性能的要求等条件. 如我县某工程,其预留的10kV变电站位置在地下室,该工程在建筑上并没有考虑变电站的通风问题,且在建筑施工时设置的变电站大门只有2. 05米净高,用电可靠性要求较高. 在这里,选用SF6气体绝缘的开关柜显然违背了《国家电网公司电力安全工作规程》中在SF6电气设备上的工作这一节的相关条款. 但一般的真空开关柜高度均在2. 2米以上,通过对一些开关柜制造厂家的咨询,最后采用了高度为1. 9米的非标型真空开关柜. 7. 2 10kV负荷开关和熔断器组合的选择在10kV变电站的设计中,对主变容量在400kV A及以下的变电站,高配部分通常采用负荷开关加熔丝的组合,其接线简单. 为提高工作效率,笔者综合了各部门对400kV A及以下变电站建设的意见和建议,制作了一套400kV A及以下变电站设计的标准图,取得了良好的效果.在10kV负荷开关和熔断器组合的选择方面, 10kV负荷开关按正常工作条件选择和按短路状态校验. 熔断器的熔体额定电流按Ie = k I1. max进行选择,其中k为可靠系数,当不计电动机自起动时取1. 1～1. 3,考虑电动机自起动时取1. 5～2. 0; I 1. max为电力变压器回路的最大工作电流. 熔管的额定电流≥熔体的额定电流. 选择熔断器时,还应保证前后两级熔断器之间(多见于美式箱变) 、熔断器与电源侧的继电保护之间、熔断器与负荷侧的继电保护之间的动作选择性. 当本段保护范围内发生短路故障时,应在最短的时间内切除故障. 当电网接有其它接地保护时,回路中的最大接地电流与负荷电流之和应小于最小熔断电流.7. 3 0. 4kV开关柜的选择0. 4kV开关柜的主流产品目前有GGD、GCK、GCS等. 按正常工作条件选择,按短路状态校验. 一般对于接线简单、出线回路少的场合采用GGD型. 对于出线多、供电可靠性较高、供电设备较美观的场合采用GCK或GCS型. 无论采用何种柜型,其所配置的开关都应根据负荷的用电要求及用户的资金准备情况加以合理选择,使其具有较高的性价比.7. 4 电力电缆的选择(1) 首先应根据用途、敷设方式和使用条件来选择电力电缆的类型. YJV型交联聚乙烯电缆和VV型聚氯乙烯电缆是目前工程建设中普遍选用的两种电缆. YJV型电缆与VV型电缆相比, YJV型电缆虽然价格略高,但具有外径小、重量轻、载流量大、寿命长的显著优点( YJV型电缆寿命可长达40年, VV型电缆寿命仅为20年) ,因此在工程设计中应尽量选用YJV型交联聚乙烯电缆.(2) 电缆的额定电压UN ≥所在电网的额定电压.(3) 按长期发热允许电流选择电缆的截面. 但当电缆的最大负荷利用小时数T max > 5000h,且长度超过20米时,则应按经济电流密度来选择.(4) 允许电压降的校验. 对供电距离较远、容量较大的电缆线路,应满足:ΔU % = 173 ImaxL ( r cosψ+xsinψ) / U ≤5% , U、L为线路工作电压(线电压)和长度; cosψ为功率因数; r、x 为电缆单位长度的电阻和电抗.(5) 热稳定的校验电缆应满足的条件为:所选电缆截面S ≥Q d /C X 100 (mm2 ). Qd为短路电流的热效应, (A2 S) ; C为热稳定系数. 如我县某企业的供电电源是从紧邻的一座110kV变电所的10kV侧专线接入的,由于该企业的用电负荷不是很大,若按长期发热允许电流选择的电缆截面,或按经济电流密度来选择的电缆截面均在95 mm2以下,但在热稳定校验时,所选电缆截面S ≤Q d /C X 100 (mm2 ) ,电缆截面至少需在120 mm2及以上.8 继电保护的配置当变压器故障时,在保护的配置上一般有两种途径:如选用断路器或开关来开断短路电流,则配以各类的微机保护. 如一次设备选用的是负荷开关,则选用熔断器来保护. 两者比较如下.(1) 断路器或开关具备所有的保护功能与操作功能,价格较昂贵. 负荷开关只能分合额定负荷电流,不能开断短路电流,需配合高遮断容量后备式限流熔断器作为保护元件来开断短路电流,价格较便宜.(2) 在切空载变压器时,断路器或开关会产生截流过电压. 负荷开关则没有此种现象.(3) 对变压器的保护,断路器或开关的全开断时间为继保动作时间、自身动作时间、熄弧时间之和,一般会大于油浸变发生短路故障时要求切除的时间. 限流熔断器具有速断功能,但必须防止熔断器单相熔断时设备的非全相运行,应在熔断器撞击器的作用下让负荷开关脱扣,完成三相电路的开断.(4) 由于高遮断容量后备式限流熔断器的保护范围在最小熔断电流到最大开断容量之间,且限流熔断器的时间特性曲线为反时限曲线,短路发生后,可在短时内熔断来切除故障,所以可对其后所接设备如CT、电缆等提供保护. 使用断路器或开关则要提高其它设备的热稳定要求. 但就限制线性谐振过电压方面来说,在变压器的高压侧应避免使用熔断器.9 防雷与接地(1) 10kV变电站在建设过程中,可利用钢筋混凝土结构的屋顶,将其钢筋焊接成网并接地来防护直击雷.(2) 在变电站内的高压侧、低压侧及进线段安装避雷器,以防护侵入雷电波、操作过电压及暂时过电压.(3) 10kV变电站中的接地网一般由扁钢及角钢组成,也可利用建筑物钢筋混凝土内的钢筋体作接地网,但各钢筋体之间必须连成电气通路并保证其电气连续性符合要求. 接地电阻值要求不大于4Ω. 变压器、高低压配电装置、墙上的设备预埋件等都需用扁钢等与接地网作可靠焊接进行接地. 发电机的接地系统需另行设置,不得与变电站的接地网连接.(4) 低压配电系统按接地方式的不同可分为三类:即TT、TN和IT系统. TT方式供电系统是指将电气设备的金属外壳直接接地的保护系统,称作保护接地系统. TN方式供电系统是将电气设备的金属外壳与工作零线相接的保护系统,称作接零保护系统. 在TN方式供电系统中,根据其保护零线是否与工作零线分开又可分为: TN C和TN S方式供电系统. TN C方式供电系统是用工作零线兼作接零保护线,适用于三相负载基本平衡的情况. TN S方式供电系统是把工作零线N和专用保护线PE严格分开,当N线断开,如三相负荷不平衡,中性点电位升高,但外壳、PE线电位. TN S方式供电系统安全可靠,适用于工业与民用建筑等低压供电系统. 此外,在一些由用户提供的图纸中,我们还可看到TN C S方式的供电系统,此系统的前部分是TN C方式供电,系统的后部分出PE线,且与N线不再合并. TN C S供电系统是在TN C系统上的临时变通作法,适用于工业企业. 但当负荷端装设RCD (漏电开关) 、干线末端装有断零保护时也可用于住宅小区的低压供电系统. IT方式供电系统表示电源侧没有工作接地,或经过高阻抗接地,负载侧电气设备进行接地保护. IT方式供电系统在供电距离不是很长时,供电的可靠性高、安全性好,一般用于不允许停电的场所,或者是要求严格的连续供电的地方.10 照明10kV变电站内的照明电源从低压开关柜内引出,管线选用BV 500铜芯塑料线穿管后沿墙或顶暗敷,电线的管径按规定配置,所配灯具应具有足够的照度,在安装位置上不应装设在变压器和高、低压配电装置上,应安装在墙上设备的上方或周围,要留有一定的距离来保证人身及设备的安全,同时应避免造成照明死区. 灯具安装高度应高于视平线以避免耀眼,还要避免与电气设备或运行人员的碰撞.11 配网自动化配电自动化是指利用现代电子技术、通信技术、计算机及网络技术与电力设备相结合,将配电网在正常及事故情况下的监测、保护、控制、计量和供电部门的管理工作有机地融合在一起,改进供电质量,与用户建立更密切、更负责的关系,以合理的价格满足用户要求的多样性需要,力求供电经济性最好,企业管理更为有效. 配网自动化以故障自动诊断、故障区域自动隔离、非故障区域自动恢复送电为目的. 目前配电自动化主要考虑的功能有: ①变电站综合自动化; ②馈线自动化; ③负荷管理与控制; ④用户抄表自动化.就国情而言,配网自动化系统目前还处于试点建设阶段,缺乏大规模实现中低压配电网络配电自动化的物质基础,但配网自动化是今后发展的方向. 因此,在进行站内设计时,要结合配网自动化规划,给未来的实施自动化技术改造(包括信息采集、控制、通信等提供接口和空间等方面)留有余地. 在技术上实现配电自动化的前提条件是: ①一次网络规划合理,接线方式简单,具有足够的负荷转移能力; ②变配电设备自身可靠,有一定的容量裕度,并具有遥控和智能功能. 除此之外,还可考虑通过实现配电半自动化方式来提高供电可靠性水平,因为可自动操作的一次开关价格昂贵,而二次设备相对便宜,故实现配电半自动化的具体方法可考虑采用故障自动量测和定位、人工操作开关、隔离故障和转移负荷的方式. 如在目前的设计中,采用了短路故障指示器,能准确、迅速地确定故障区段,站内都备有通信、集抄装置的位置等. 对重要用户多、负荷密度高、线路走廊资源紧张、用户对供电可靠性较为敏感的区域的用户进行设计时,尽可能选用可靠的一次智能化开关. 配网自动化系统因投资大、见效慢,应统一规划,分步实施. 因此,在10kV变电站的设计中,我们要结合配网自动化的进程,及时用先进、科学的方法来完善我们的设计,完善我们的电网.参考文献:[ 1 ] 芮静康. 现代工业与民用供配电设计手册[ S]. 北京:中国水利水电出版社, 2004.[ 2 ] 蓝毓俊,戴继伟. 各类10KV配电站对环境影响的测量与分析[ J ]. 上海电力, 2003, (4).[ 3 ] 吴致尧,何志伟. 10KV配电系统无功补偿的研究进展[ J ]. 电机电器技术, 2004, (5).。
10.5KV0.4KV供电系统设计
10.5kv/0.4kv供电系统第二章设计指标一．供电可靠性。
电解车间负荷性质属二级负荷，系统应能保证不间断供电。
二．电压质量合格。
电源电压应高出设备额定电压5%，高出的5%补偿变压器满载时一二次线圈的阻抗引起的压降，所以高压侧取10.5kv,低压侧取0.4kv。
三．功率因素提高到0.95以上，本次设计只计算无功补偿容量。
第三章设计需要的原始资料一．电解车间共设置两个低压配电室，安置容量各1440kw。
二．10kv高压电动机8台，每台630kw三．青铝220kv母线处短路容量，最大6558MV A,最小3406MV A。
四．高压配电室进线电缆长0.452km,到变压器电缆长0.225km，到高压电动机电缆长0.05km。
第四章主接线的选择一次接线系统的设计应满足下列基本要求：1．能满足用电设备的供电可靠性及对电能质量的要求；2．接线应简单，清晰，操作安全，维修方便，运行灵活；3．节约投资，经济合理，长期运行费用低；4．考虑发展，留有扩建可能性。
现拟定三套方案，比较之后选出最优方案。
方案一。
单电源单母线主接线；方案二。
双电源单母线主接线；方案三。
双电源单母线分段主接线；电解车间属二级负荷，要求有两回线路供电，才能满足用点设备的供电可靠性，因此方案一淘汰。
方案二为单母线主接线，如果母线发生故障，则低压配电室失去电源，不满足供电可靠性，而且不便于停电检修，因此将方案二淘汰。
方案三为但母线分段，分裂运行，低压配电室分别从两段母线降压后受电，两路电源互为备用，因此可靠性满足要求，所以选方案三。
第五章系统运行方式正常运行方式：10kv1#,2#进线分别带一，二段母线，母联断开，分裂运行。
备用运行方式：一条进线带一条母线，经母联带另一条母线。
正常运行方式下母联断路器设有自投回路，当某一段母线失电之后，母联自投，若投到故障电上则保护启动，母联断开，若自投成功，0.5秒后母联保护回路退出，两段母线变成单母线主接线方式。
10~0.4kV变电所供配电系统初步设计
10~0.4kV变电所供配电系统初步设计10~0.4kV变电所供配电系统初步设计摘要:从负荷计算、无功补偿、站址选择、主接线选用、短路电流、设备选型、继保配置、防雷接地、照明、配网自动化等方面论述了10kV变电站设计的主要内容和设计程序.关键词: 10kV变电站; 设计; 负荷计算; 无功补偿10kV配电网属中压配电网,它延伸至用电负荷的中心或居民小区内,直接面对工矿企业和居民等广大用户的供电需要,起着承上启下确保用户供电的作用,因此10kV 配电网所处的地位十分重要. 在配电工程中,能否保证系统安全、经济、可靠地运行,工程的设计质量是一个重要条件. 本文就10kV变电站的设计思路进行探讨.1 负荷计算及负荷分级计算负荷是确定供电系统,选择主变容量、电气设备、导线截面和仪表量程的依据,也是整定继电保护的重要数据. 因此,正确进行负荷计算及负荷分类是设计的前题,也是实现供电系统安全、经济运行的必要手段. 此阶段需要的原始资料有: ①供电区域的总平面图; ②供电区域逐年及最终规模的最大负荷、年耗电量、功率因数值及项目投产日期; ③每回出线的名称、负荷值、各负荷的性质及对供电可靠性或其它方面的特殊要求; ④供电部门对电源电压、供电方式、电源路数及继电保护、自动装置等方面的相关意见; ⑤用户对变电站设置方面的数量、容量、位置等的设想及资金准备情况等.计算负荷的方法多种多样,如需用系数法、二项式法、利用系数法等. 目前多数采用需用系数法与二项式法相结合的方法,部分采用利用系数法. 但是由于利用系数法其理论依据是概率论和数理统计,计算结果比较接近实际,因此也适用于各类的负荷,在以后的负荷计算工作中将占主导地位.负荷根据其对供电可靠性的要求可划分为一、二、三级负荷. 对于一级负荷,如医院的手术室等必须有两个独立的电源供电,如同时具备两个条件的发电厂或变电所的不同母线段等,且当两个独立电源中任一电源失去后,另一电源能保证对全部一级负荷的不间断供电. 对于一级负荷中的特别重要负荷,也称保安负荷. 如用于银行主要业务的电子计算机及其外部设备、防盗信号等必须备有应急电源,应由两个独立的电源点供电. 如两个发电厂、一个发电厂和一个地区电网或一个电力系统中的两个区域性变电所等. 独立于正常电源的发电机同样可作为应急电源,实行先断后通. 对于二级负荷一般需有两个独立电源供电,且当任一电源失去后,另一电源能保证对全部或部分的二级负荷供电. 对于三级负荷,通常只需一个电源供电. 在各类负荷中,除了保安负荷外,都不应按一个电源系统检修或故障的同时另一电源又发生故障进行设计.2 无功补偿的确定在电力系统中,存在着广泛的、大量的感性负荷,在系统运行中消耗大量的无功功率,降低了系统的功率因数,增大了线路的电压损失,电能损耗也增高. 因此,国家供用电规则规定:无功电力应就地平衡,用户应在提高用电自然功率的基础上设计和装置无功补偿设备,并做到随其负荷和电压变动及时投入或切除,防止无功倒送. 目前广泛采用并联电容器作为无功补偿装置,分集中补偿和分散补偿两种. 在确定无功补偿方案时应注意如下问题:2. 1 补偿方式问题目前无功补偿的出发点还放在用户侧,只注意补偿用户的功率因数,而不是立足于降低电力网的损耗. 如为提高某电力负荷的功率因数,增设1台补偿箱,对降损有所帮助,但要实现最有效的降损,可通过计算无功潮流来确定各点的最优补偿量及补偿方式,使有限的资金发挥出最大的效益.2. 2 谐波问题电容器具备一定的抗谐波能力,但谐波含量过大时会对电容器的寿命产生影响,甚至造成电容器的过早损坏,且电容器对谐波有放大作用,因此使系统的谐波干扰更严重. 动态无功补偿的控制容易受谐波干扰的影响,造成控制失灵. 因而在有较大谐波干扰的地方补偿无功,还应考虑添加滤波装置.2. 3 无功倒送问题无功倒送会增加线路及变压器的损耗,加重线路的负担,因此是电力系统所不允许的.2. 4 电容器容量的选择(1) 集中补偿容量( kvar) :QC = P ( ta nψ1 - tanψ2) . P为最大负荷月的平均有功功率, kW; tgψ1为补偿前功率因数的正切值; tgψ2为补偿后功率因数的正切值;(2) 单个电动机随机补偿容量( kvar) :QC = 3 I0Un. Un 为电动机的额定电压, kV; I 0为电动机的空载电流, A.(3) 按配电变压器容量确定补偿容量( kvar) . 在配电变压器低压侧安装电容器时, 应考虑在轻负荷时防止向10kV配电网倒送无功,以取得最大的节能效果. QC = (0.10 ～0. 15) Sn. Sn 为配变容量, kV A.3 变电站位置的确定变电站位置应避开大气污秽、盐雾、与邻近设施有相互影响的地区(如军事设施、通信电台、飞机场等) 、滑坡、滚石、明暗河塘等,靠近负荷中心出线条件好,交通运输方便. 当前,在一些居民区变电站的建设中,有部分居民对实际情况不了解或看到一些报刊杂志上的片面宣传资料,对配电设备的环境影响产生了误解或恐惧心理,引发“要用电,但拒绝供电设备”的矛盾. 根据上海市辐射环境监理所对上海市内不同类型的已投运的100余座10kV变电站历时两年多的实测和调研,结果如下:(1) 具有独立建筑物的10kV变电站: ①变电站产生的电场经过实心墙体的屏蔽,得到有效的衰减,基本无法穿出. 在距铁门、百叶窗等非实心墙体外3～4米处,电场强度已衰减至环境背景值的水平. ②磁感应强度对实心墙体的穿透力较强,其垂直分量大于水平分量,随着空间距离的增长有明显的衰减. ③实际测得的最大电场与磁场强度值远低于我国环境标准所规定的居民区电场与磁场参考限值.(2) 置于大楼内的10kV变电站: ①电磁场在户内所测得的数值相对比户外的数值要高. ②无论户内或户外,实际测得的最大电场与磁场强度值均比我国环境标准所规定的参考限值有较大的裕度.(3) 10kV预装式变电站: ①10kV预装式变电站附近的电场强度与上述具有独立建筑物变电站的情况相当,磁感应强度在总体上偏小. ②电场与磁场实测最大强度值均远低于我国环境标准所规定的参考限值.在《浙江省农村低压电力设施装置标准》中也要求变电站离其它建筑物宜大于5米. 在设计中,还应考虑到变电站的噪声对周围环境的影响,必要时采用控制和降低噪声的措施.4 主变压器选择在10kV变电站中,要选用性能优越、节能低损耗和环保型的变压器. 变压器的台数及容量要根据负荷计算和负荷分级的结果并结合经济运行进行选择. 当有大量的一、二级负荷,或季节负荷变化较大,或集中负荷较大时,宜装设两台及以上的变压器. 当其中任一台变压器断开时,其余变压器应满足一级负荷及大部分二级负荷的用电需要. 定变压器容量时还要综合考虑环境温度、通风散热条件等相关因素. 对冲击性较大的负荷、季节性容量较大的负荷、小区或高层建筑的消防和电梯等需备用电源的负荷等可设专用变压器,此方法既保障了电能的质量及供电的可靠性,又结合了电费电价政策,做到经济运行.为了使变压器容量在三相不平衡负荷下得以充分利用,并有利于抑制3n次谐波影响,宜选用的变压器接线组别为D, yn11. D, yn11接线的变压器低压侧单相接地短路时的短路电流大,也有利于低压侧单相接地故障的切除. 在改、扩建工程中,为了满足变压器并列运行条件,选用的变压器接线组别与原有的保持一致,短路阻抗百分比接近,容量比不超过1∶3. 如我县某企业,其设备的用电规格与我国不相一致,根据用户的意见,我们将容量为630kV A的主变接线组别定为D, dn,并要求变压器设单独的接地系统,以此满足用户的供电要求. 设在高层建筑内部的变电站,主变采用干式变压器. 设在周围大气环境较差的变电站,应选用密闭型或防腐型变压器. 为了不降低配电运行的电压, 10kV 变电站的主变分接头宜放在10. 5kV上,分接范围油浸变为±5% ,干式变为±2 ×2. 5%.5 电气主接线的选择变电站的主接线对变电站内电气设备的选择、配电装置的布置及运行的可靠性与经济性等都有密切的关系,是变电站设计中的重要环节. 主接线的形式多种多样,在10kV变电站的设计中常用的有单母接线、单母分段接线、线路—变压器组接线、桥式接线等,每种接线均有各自的优缺点. 通过对几种能满足负荷用电要求的主接线形式在技术、经济上的比较,选择最合理的方案.技术指标包括: ①供电的可靠性与灵活性; ②供电电能质量; ③运行管理、维护检修条件; ④交通运输及施工条件; ⑤分期建设的可能性与灵活性; ⑥可发展性.经济指标包括: ①基建投资费用. ②年运行费.我县西部的甲乙两企业,以前均由长广的6kV线路供电,现都要求改为电网10kV供电. 在甲企业中,由于其预计运行的时间只有3年左右,且周围均为10kV电网供电,经过技术及经济比较,采用了保留原有供电设备,仅增一台特殊变比(10kV /6kV)的变压器来满足用电要求的方案,节省了投资,节约了时间.在乙企业中,其新增设备的额定电压为10kV,在企业周围还有部分采用6kV电压等级供电的负荷,如同样采用甲企业的方法,仅增一台特殊变比(10kV /6kV)的变压器,则该企业有可能成为一个新的6kV电压等级供电点,对用电的管理及电网的运行均产生不利的影响. 经技术及经济比较,向用户列举了10kV供电的诸多优点,动员用户对原有供电设备进行了改造. 此方法对用户、电网和用电管理部门都是一个较理想的选择.6 短路电流计算在供电系统中危害最大的故障是短路,为了正确选择和校验电气设备,须计算短路电流.在10kV变电站的短路电流计算中,一般将三相短路电流作为重点. 为了简化短路电流计算方法,在保证计算精度的情况下,可忽略一些次要因素的影响. 其规定有:(1) 所有电源的电动势相位角相同,电流的频率相同,短路前电力系统的电势和电流是对称的.(2) 认为变压器为理想变压器,变压器的铁芯始终处于不饱和状态,即电抗值不随电流大小发生变化.(3) 输电线路的分布电容略去不计.(4) 每一个电压级均采用平均额定电压,只有电抗器采用加于电抗器端点的实际额定电压.(5) 一般只计发电机、变压器、电抗器、线路等元件的电抗.(6) 在简化系统阻抗时,距短路点远的电源与近的电源不能合并.参照以上原则,给出变电站在最大运行方式下的等效电路图,运用同一变化法或个别变化法分别得出:(1)次暂态短路电流( I ”) ,用来作为继电保护的整定计算和校验断路器的额定断流容量.(2) 三相短路冲击电流( Ish ) ,用来校验电器和母线的动稳定.(3) 三相短路电流稳态有效值( I ∞) ,用来校验电器和载流导体的热稳定.(4) 次暂态三相短路容量( S ”) ,用来校验断路器的遮断容量和判断母线短路容量是否超过规定值,作为选择限流电抗器的依据.7 设备的选择及校验在进行电气设备选择时,应根据工程的实际情况,在保证安全、可靠的前题下,积极而稳妥地采用新技术,注意节约投资.7. 1 10kV开关柜的选择容量为500kV A及以上的变压器一般均配有10kV开关柜. 10kV 开关柜可分为固定式和手车式开关柜.就绝缘介质而言,目前10kV开关柜的主流产品又可分为SF6气体绝缘和真空绝缘. SF6气体绝缘的开关柜体积小,一般20年内免维护,但价格高,其气体的泄露还会造成环境污染. 真空绝缘的开关柜体积适中,相对同等档次的SF6气体绝缘的开关柜来说价格略低,使用过程中不会造成环境污染,但每二年就需做一次试验,增大了运行维护的工作量. 因此开关柜的选择除按正常工作条件选择和按短路状态校验外,还应考虑开关柜放置的场合和对开关柜性能的要求等条件. 如我县某工程,其预留的10kV变电站位置在地下室,该工程在建筑上并没有考虑变电站的通风问题,且在建筑施工时设置的变电站大门只有2. 05米净高,用电可靠性要求较高. 在这里,选用SF6气体绝缘的开关柜显然违背了《国家电网公司电力安全工作规程》中在SF6电气设备上的工作这一节的相关条款. 但一般的真空开关柜高度均在2. 2米以上,通过对一些开关柜制造厂家的咨询,最后采用了高度为1. 9米的非标型真空开关柜. 7. 2 10kV负荷开关和熔断器组合的选择在10kV变电站的设计中,对主变容量在400kV A及以下的变电站,高配部分通常采用负荷开关加熔丝的组合,其接线简单. 为提高工作效率,笔者综合了各部门对400kV A及以下变电站建设的意见和建议,制作了一套400kV A及以下变电站设计的标准图,取得了良好的效果.在10kV负荷开关和熔断器组合的选择方面, 10kV负荷开关按正常工作条件选择和按短路状态校验. 熔断器的熔体额定电流按Ie = k I1. max进行选择,其中k为可靠系数,当不计电动机自起动时取1. 1～1. 3,考虑电动机自起动时取1. 5～2. 0; I 1. max为电力变压器回路的最大工作电流. 熔管的额定电流≥熔体的额定电流. 选择熔断器时,还应保证前后两级熔断器之间(多见于美式箱变) 、熔断器与电源侧的继电保护之间、熔断器与负荷侧的继电保护之间的动作选择性. 当本段保护范围内发生短路故障时,应在最短的时间内切除故障. 当电网接有其它接地保护时,回路中的最大接地电流与负荷电流之和应小于最小熔断电流.7. 3 0. 4kV开关柜的选择0. 4kV开关柜的主流产品目前有GGD、GCK、GCS等. 按正常工作条件选择,按短路状态校验. 一般对于接线简单、出线回路少的场合采用GGD型. 对于出线多、供电可靠性较高、供电设备较美观的场合采用GCK或GCS型. 无论采用何种柜型,其所配置的开关都应根据负荷的用电要求及用户的资金准备情况加以合理选择,使其具有较高的性价比.7. 4 电力电缆的选择(1) 首先应根据用途、敷设方式和使用条件来选择电力电缆的类型. YJV型交联聚乙烯电缆和VV型聚氯乙烯电缆是目前工程建设中普遍选用的两种电缆. YJV型电缆与VV型电缆相比, YJV型电缆虽然价格略高,但具有外径小、重量轻、载流量大、寿命长的显著优点( YJV型电缆寿命可长达40年, VV型电缆寿命仅为20年) ,因此在工程设计中应尽量选用YJV型交联聚乙烯电缆.(2) 电缆的额定电压UN ≥所在电网的额定电压.(3) 按长期发热允许电流选择电缆的截面. 但当电缆的最大负荷利用小时数T max > 5000h,且长度超过20米时,则应按经济电流密度来选择.(4) 允许电压降的校验. 对供电距离较远、容量较大的电缆线路,应满足:ΔU % = 173 ImaxL ( r cosψ+xsinψ) / U ≤5% , U、L为线路工作电压(线电压)和长度; cosψ为功率因数; r、x 为电缆单位长度的电阻和电抗.(5) 热稳定的校验电缆应满足的条件为:所选电缆截面S ≥Q d /C X 100 (mm2 ). Qd为短路电流的热效应, (A2 S) ; C为热稳定系数. 如我县某企业的供电电源是从紧邻的一座110kV变电所的10kV侧专线接入的,由于该企业的用电负荷不是很大,若按长期发热允许电流选择的电缆截面,或按经济电流密度来选择的电缆截面均在95 mm2以下,但在热稳定校验时,所选电缆截面S ≤Q d /C X 100 (mm2 ) ,电缆截面至少需在120 mm2及以上.8 继电保护的配置当变压器故障时,在保护的配置上一般有两种途径:如选用断路器或开关来开断短路电流,则配以各类的微机保护. 如一次设备选用的是负荷开关,则选用熔断器来保护. 两者比较如下.(1) 断路器或开关具备所有的保护功能与操作功能,价格较昂贵. 负荷开关只能分合额定负荷电流,不能开断短路电流,需配合高遮断容量后备式限流熔断器作为保护元件来开断短路电流,价格较便宜.(2) 在切空载变压器时,断路器或开关会产生截流过电压. 负荷开关则没有此种现象.(3) 对变压器的保护,断路器或开关的全开断时间为继保动作时间、自身动作时间、熄弧时间之和,一般会大于油浸变发生短路故障时要求切除的时间. 限流熔断器具有速断功能,但必须防止熔断器单相熔断时设备的非全相运行,应在熔断器撞击器的作用下让负荷开关脱扣,完成三相电路的开断.(4) 由于高遮断容量后备式限流熔断器的保护范围在最小熔断电流到最大开断容量之间,且限流熔断器的时间特性曲线为反时限曲线,短路发生后,可在短时内熔断来切除故障,所以可对其后所接设备如CT、电缆等提供保护. 使用断路器或开关则要提高其它设备的热稳定要求. 但就限制线性谐振过电压方面来说,在变压器的高压侧应避免使用熔断器.9 防雷与接地(1) 10kV变电站在建设过程中,可利用钢筋混凝土结构的屋顶,将其钢筋焊接成网并接地来防护直击雷.(2) 在变电站内的高压侧、低压侧及进线段安装避雷器,以防护侵入雷电波、操作过电压及暂时过电压.(3) 10kV变电站中的接地网一般由扁钢及角钢组成,也可利用建筑物钢筋混凝土内的钢筋体作接地网,但各钢筋体之间必须连成电气通路并保证其电气连续性符合要求. 接地电阻值要求不大于4Ω. 变压器、高低压配电装置、墙上的设备预埋件等都需用扁钢等与接地网作可靠焊接进行接地. 发电机的接地系统需另行设置,不得与变电站的接地网连接.(4) 低压配电系统按接地方式的不同可分为三类:即TT、TN和IT 系统. TT方式供电系统是指将电气设备的金属外壳直接接地的保护系统,称作保护接地系统. TN方式供电系统是将电气设备的金属外壳与工作零线相接的保护系统,称作接零保护系统. 在TN方式供电系统中,根据其保护零线是否与工作零线分开又可分为: TN C和TN S方式供电系统. TN C方式供电系统是用工作零线兼作接零保护线,适用于三相负载基本平衡的情况. TN S方式供电系统是把工作零线N和专用保护线PE严格分开,当N线断开,如三相负荷不平衡,中性点电位升高,但外壳、PE线电位. TN S 方式供电系统安全可靠,适用于工业与民用建筑等低压供电系统. 此外,在一些由用户提供的图纸中,我们还可看到TN C S方式的供电系统,此系统的前部分是TN C方式供电,系统的后部分出PE线,且与N线不再合并. TN C S供电系统是在TN C系统上的临时变通作法,适用于工业企业. 但当负荷端装设RCD (漏电开关) 、干线末端装有断零保护时也可用于住宅小区的低压供电系统. IT方式供电系统表示电源侧没有工作接地,或经过高阻抗接地,负载侧电气设备进行接地保护. IT方式供电系统在供电距离不是很长时,供电的可靠性高、安全性好,一般用于不允许停电的场所,或者是要求严格的连续供电的地方.10 照明10kV变电站内的照明电源从低压开关柜内引出,管线选用BV 500铜芯塑料线穿管后沿墙或顶暗敷,电线的管径按规定配置,所配灯具应具有足够的照度,在安装位置上不应装设在变压器和高、低压配电装置上,应安装在墙上设备的上方或周围,要留有一定的距离来保证人身及设备的安全,同时应避免造成照明死区. 灯具安装高度应高于视平线以避免耀眼,还要避免与电气设备或运行人员的碰撞.11 配网自动化配电自动化是指利用现代电子技术、通信技术、计算机及网络技术与电力设备相结合,将配电网在正常及事故情况下的监测、保护、控制、计量和供电部门的管理工作有机地融合在一起,改进供电质量,与用户建立更密切、更负责的关系,以合理的价格满足用户要求的多样性需要,力求供电经济性最好,企业管理更为有效. 配网自动化以故障自动诊断、故障区域自动隔离、非故障区域自动恢复送电为目的. 目前配电自动化主要考虑的功能有: ①变电站综合自动化; ②馈线自动化; ③负荷管理与控制; ④用户抄表自动化.就国情而言,配网自动化系统目前还处于试点建设阶段,缺乏大规模实现中低压配电网络配电自动化的物质基础,但配网自动化是今后发展的方向. 因此,在进行站内设计时,要结合配网自动化规划,给未来的实施自动化技术改造(包括信息采集、控制、通信等提供接口和空间等方面)留有余地. 在技术上实现配电自动化的前提条件是: ①一次网络规划合理,接线方式简单,具有足够的负荷转移能力; ②变配电设备自身可靠,有一定的容量裕度,并具有遥控和智能功能. 除此之外,还可考虑通过实现配电半自动化方式来提高供电可靠性水平,因为可自动操作的一次开关价格昂贵,而二次设备相对便宜,故实现配电半自动化的具体方法可考虑采用故障自动量测和定位、人工操作开关、隔离故障和转移负荷的方式. 如在目前的设计中,采用了短路故障指示器,能准确、迅速地确定故障区段,站内都备有通信、集抄装置的位置等. 对重要用户多、负荷密度高、线路走廊资源紧张、用户对供电可靠性较为敏感的区域的用户进行设计时,尽可能选用可靠的一次智能化开关. 配网自动化系统因投资大、见效慢,应统一规划,分步实施. 因此,在10kV变电站的设计中,我们要结合配网自动化的进程,及时用先进、科学的方法来完善我们的设计,完善我们的电网.参考文献:[ 1 ] 芮静康. 现代工业与民用供配电设计手册[ S]. 北京:中国水利水电出版社, 2004.[ 2 ] 蓝毓俊,戴继伟. 各类10KV配电站对环境影响的测量与分析[ J ]. 上海电力, 2003, (4).[ 3 ] 吴致尧,何志伟. 10KV配电系统无功补偿的研究进展[ J ]. 电机电器技术, 2004, (5).。
10KV箱式变电站设计
10KV箱式变电站设计毕业设计（论文）中文题目：10KV箱式变电站设计学习中心（函授站）: 哈尔滨铁路局函授站专业：电气工程及其自动化姓名：刘志伟学号：12617988指导教师：张岩北京交通大学远程与继续教育学院2021年6月毕业设计(论文)承诺书与版权使用授权书本人所呈交的毕业论文是本人在指导教师指导下独立研究、写作的成果。
除了文中特别加以标注和致谢之处外，论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果，也不包含为获得北京交通大学或其他教育机构的学位或证书而使用过的材料。
与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中作了明确的说明并表示了谢意。
本毕业论文是本人在读期间所完成的学业的组成部分，同意学校将本论文的部分或全部内容编入有关书籍、数据库保存，并向有关学术部门和国家相关教育主管部门呈交复印件、电子文档，允许采用复制、印刷等方式将论文文本提供给读者查阅和借阅。
论文作者签名：______刘志伟___________ _____2014_年_1 月_3_日指导教师签名：__ _张岩______________ _2014_ 年 1 月3日毕业设计(论文)成绩评议毕业设计(论文)任务书本任务书下达给：12年春级电气工程及其自动化专业学生刘志伟设计（论文）题目：10KV箱式变电站设计一、毕业设计（论文）基本内容1、毕业设计的基本内容（1）课题研究的意义及目的，国内外研究的现状；（2）变电站一次系统设计；（3）变电站二次系统设计；（4）电源进线方案设计；（5）智能电显和操控系统设计；（6）配电变压器微机保护系统设计（速断、过流、温度保护设计）（7）主要电气设备选择；1、设计实现的主要功能实时显示变电站的运行参数（包括电压、电流、功率、频率、cosφ等参数），故障报警显示，实现手自动操作控制功能。
2、主要技术指标功率因数不低于0.95，可靠性和经济性满足变电站综合自动化要求。
二、基本要求1、熟悉题目要求，查阅相关科技文献2、方案设计（包括方案论证与确定、技术经济分析等内容）3、硬件和软件设计（其中还包括理论分析、微机保护装置、设备及元器件选择等）4、撰写设计说明书，绘制图纸5、指定内容的外文资料翻译三、重点研究的问题1、了解10kV箱式变电站的发展应用及箱式变电站的结构分类；主变压器的选择和继电保护的选择。
配电线路(10KV和0.4KV)文字部分
山东电力集团公司农村中低压配电设施改造升级典型设计（配电线路）《山东电力集团公司农村中低压配电设施改造升级典型设计》编委会主编：×××副主编：赵宝光刘国生郑西乾成员：李强商峰常建张立新吕尊堂孙振海王占超范宣彪山东电力集团公司10kV配电线路部分典型设计工作组牵头单位：滨洲博兴县供电公司成员单位：烟台莱州市供电公司菏泽郓城县供电公司滨州邹平县供电公司成员：兰海山东电力集团公司0.4kV／0.22kV配电线路部分典型设计工作组牵头单位：济宁嘉祥县供电公司成员单位：济宁鱼台县供电公司菏泽郓城县供电公司成员：马衍国宋斌高德旺古彬陈东升岳增珍序1998年开始，全国范围内对农村电网进行了第一、二期农网改造。
在实施农网建设改造过程中，严把设计关，统筹规划，精心设计，经过实践，形成了适合本地特点的设计模式，但是建设标准不统一。
12年过去了，国内外形势发生了很大变化，现代农业迅速发展，家用电器全面进入农村，农村用电量快速增加。
农网改造还有死角，并且部分已改造的电网又出现了不适应问题。
为加快农网改造升级工程的启动和实施，集团公司农电工作部组织有关技术人员，在全面调研的基础上，结合山东农网实际，研究制订了《山东电力集团公司农村中低压配电设施改造升级技术原则（试行）》，明确了我省本次农村中低压配电设施改造升级的总体要求和设计思路，从中压配电线路、中压配电设施、低压配电线路、低压户表、无功优化补偿等方面提出了具体的技术要求和标准，为农村中低压配电网改造升级工程的实施提供了强有力的技术支撑。
按照国网公司在新一轮农网改造升级工作中积极采用“三通一标”的要求，为了及时总结各地的先进设计成果，进一步做好我省农网改造升级工作，统一建设标准，规范工程管理，确保工程质量，以规范指导我省农网改造升级中低压项目的建设工作，我部组织编写了这套《山东电力集团公司农村中低压配电设施改造升级典型设计》，并且在改造工作中推广应用。
10KV~0.4KV变电站设计
新疆工业高等专科学校电气系课程设计说明书供配电技术专业班级：供用电10-2班学生姓名：***指导教师：何颖老师完成日期： 2012-6-16新疆工业高等专科学校电气系课程设计任务书教研室主任（签名）系（部）主任（签名）年月日新疆工业高等专科学校电气系课程设计评定意见设计题目：10/0.4kv变电所设计学生姓名：周景岳专业供用电技术班级供电10-2班评定意见：评定成绩：指导教师（签名）：年月日评定意见参考提纲：1.学生完成的工作量与内容是否符合任务书的要求。
2.学生的勤勉态度。
3.设计或说明书的优缺点，包括：学生对理论知识的掌握程度、实践工作能力、表现出的创造性和综合应用能力等。
摘要变电所是供配电系统的一个重要组成部分，由电器设备和线路按一定的接线方式所构成，他从供配电系统取得电能，通过其变换、分配、输送与保护等功能，然后将电能安全、可靠、经济的输送到每一个用电设备的转设场所。
变电所供配电设计需要考虑很多方面，分析变电所担负的任务及用户负荷等情况.利用用户数据进行负荷计算，确定用户无功功率补偿装置。
同时进行各种变压器的选择，从而确定变电所的主接线方式，再进行短路电流计算，选择导线，选择变电所高低压电气一次设备等。
本变电所的设计包括了：1）总体方案的确定（2）负荷分析（3）短路电流的计算（4）主接线方案的选择（5）继电保护的整定及防雷设计。
关键词：变电所负荷短路电流继电保护1 变电站设计背景1.1 工厂变配电所的设计1.1.1 电力用户供电系统的分类电力用户供配电系统由外部电源进线、用户变配电所、高低压配电线路和用电设备组成。
按供电容量的不同，电力用户可分为大型（10000kV·A以上）、中型（1000-10000kV·A）、小型（1000kV·A及以下）》。
1.大型电力用户供电系统大型电力用户的用户供电系统，采用的外部电源进线供电电压等级为35kV及以上，一般需要经用户总降压变电所和车间变电所两级变压。
浅论10-0.4kV变电所设计规范及要求
浅论10/0.4kV变电所设计规范及要求摘要:10kv配电所及10/0.4kv变电所设计，是工程建设中非常普通又非常重要的一项工作，其规范性和技术性都很强，许多方面涉及到国家强制性条文的贯彻落实。
要做好变配电所设计既要执行国家现行的有关规范和规程，又要满足当地供电部门的具体要求，否则会出现种种问题，影响设计质量和工程进度。
为了做好变配电所的设计，现将本人在设计图纸及校对时发现各种问题中的一部分整理出来，进行简要的分析，与大家相互交流，以便共同提高。
关键词:10kv变电所；设计；规范abstract: 10 kv power distribution and 10/0.4 kv substation design, project construction is a very common and important piece of work, the normative and technical are strong, many aspects related to national mandatory the implementation of the provisions. to do well the change designed to perform both distribution state of the relevant rules and regulations, and to meet the specific requirements of the local power supply departments, can appear otherwise a variety of problems, affects the quality of design and the progress of the projects. in order to do change the design of distribution, now will i in the design drawing and proofreading part of the various problems that sort out, a brief analysis, and everybody mutual communication, so as toraise together.keywords: 10 kv substation; design; standard中图分类号：tm63文献标识码：a文章编号：引言本人主要负责10/0.4kv变电所设计工作，根据《10kv及以下变电所设计规范》总则要求。
变电站电气部分设计以及继电保护系统设计
本次设计的内容是大型化纤厂二车间10/0.4kV变电站电气部分设计以及继电保护系统设计，内容包括：负荷计算、变压器选择、电气主接线设计和导线选择、短路计算、电气设备的选择与校验和继电保护。
电力系统继电保护和安全自动装置对电力系统安全稳定地运行和对用户的不间断供电起着极为重要的作用，没有继电保护的电力系统是不能运行的。
如果设计与配置不当。
继电保护将不能正确动作，从而会扩大试过的停电范围。
给国民经济带来严重的后果，还可能造成人身和设备安全事故。
因此，为了保证变电站的正常运行，必须根据《规程》来设计变电站所需要的保护装置，并根据满足选择性、速动性、灵敏性、可靠性进行整定值，是整个系统的各种继电保护有机协调地不知，正确地发挥作用。
本次的设计的宗旨是经济适用、操作简单、安全稳定等综合因数来确定设计方案的。
通过严谨的计算和严格校验，最终达到了10/0.4kV车间变电站电气部分设计与继电保护系统设计任务的要求。
关键词：电气主接线、短路电流计算、电气设备选择与校验、继电保护摘要 0第一章绪论 (2)1.1 工厂供电的意义和要求 (3)1.2 原始资料 (3)第二章工厂负荷计算 (5)2.1车间负荷计算 (5)2.1.1 车间负荷计算公式 (5)2.1.2 各车间负荷计算 (6)第三章变压器选择 (7)3.1 变压器台数与容量的选择原则 (7)3.2 变压器台数与容量的选择 (8)第四章电气主接线设计 (9)4.1 电气主接线设计的基本要求 (9)4.2 电气主接线设计的基本原则 (10)4.3 主接线的基本接线方式 (10)4.4 电气主接线设计 (11)4.5 导线截面选择 (13)4.5.1 10KV进线架空线截面选择 (13)4.5.2 各路用电负荷进线截面的选择 (14)第五章短路电流计算 (14)5.1 短路的概念 (14)5.2 短路危害 (15)5.3 短路电流计算的目的 (15)5.4 短路电流计算 (15)5.4.1 短路电流计算公式 (15)5.4.2 线路短路电流计算 (16)第六章电气设备选择 (19)6.1 电气设备的选择原则 (19)6.1.1 电气设备选择 (19)6.1.2 电气设备选择原则 (20)6.2 电气设备的校验 (20)6.3 电气类型选择与校验 (21)6.3.1 断路器选择 (21)6.3.2 隔离开关 (22)6.4 互感器选择 (24)第七章继电保护 (25)7.1 继电保护的概述 (25)7.1.1 继电保护的作用 (26)7.1.2 继电保护装置满足的基本要求 (26)7.2 10/0.4KV车间变电所继电保护原理 (27)7.2.1 变压器保护原理 (27)7.2.2 线路保护 (28)7.3 变电所继电保护 (29)7.3.1 继电保护整定公式 (29)7.3.2 变压器保护 (29)总结 (32)参考文献 (33)致谢 (33)第一章绪论1.1 工厂供电的意义和要求工厂供电，就是指工厂所需电能的供应和分配，亦称工厂配电。
某企业10kV~0.4 kV变电所设计
10kV以下变电所的设计
低压配电室通常与变压器室相邻以减少低压母 线长度。
高压电容器室尽量与高压配电室相邻。
2 .变配电所的布置要求
（2）控制室、值班室和辅助房间的位置要便于运行人员工 作和管理。各房间尽量利用自然采光和自然通风。
变压器室和电容器室尽量避免布置在朝西方向。 控制室和值班室尽可能朝南。 有人值班的变配电所应有单独的控制室或值班室，并可设置其他 辅助房间及生活设施。
台或孔洞。
7 高（低）压配电室内，宜留有适当数量配电装
3.变压器
变压器选择 （1）变压器台数应根据负荷特点和经济运行进行 选择。当符合下列条件之一时，宜装设两台及以上变压 器： 1 有大量一级或二级负荷； 2 季节性负荷变化较大； 3 集中负荷较大。
3.变压器
2
装有两台及以上变压器的变电所，当其
组合式成套变电站；
4 负荷小而分散的工业企业和大中城市的居民区，
宜设独立变电所，有条件时也可设附设变电所或户外箱
式变电站；
5
环境允许的中小城镇居民区和工厂的生活区，
当变压器容量在315kVA及以下时，宜设杆上式或高台式
变电所。
2 .变配电所的布置要求
（1）布置紧凑合理，便于设备的操作，巡视、搬运、 检修和试验，整个变电所内部是连通的。
对有关专业的要求
（2） 有下列情况之一时，可燃油油浸变压 器室的门应为甲级防火门：
1 变压器室位于车间内；
2
变压器室位于容易沉积可燃粉尘、可燃
纤维的场所；
3
变压器室附近有粮、棉及其他易燃物大量
集中的露天堆场；
4 变压器室位于建筑物内；
对有关专业的要求
3 变压器室的通风窗，应采用非燃烧材料。
10KV-0.4KV供电方案(安装工程)
XXXXXI期配电安装工程设计说明书设计单位：二〇一三年十一月审定：审核：设计; 编写：目录一、设计依据ﻩ错误!未定义书签。
二、设计范围........................................................................................................ 错误!未定义书签。
三、盛世华都现状及设计基础ﻩ错误!未定义书签。
四、设计方案ﻩ错误!未定义书签。
4．1、基本方案................................................................................................ 错误!未定义书签。
4．2、工程概况ﻩ错误!未定义书签。
五、电气设备部分................................................................................................ 错误!未定义书签。
5．１接线方式的选择ﻩ错误!未定义书签。
5．2电气设备的选择 ....................................................................................... 错误!未定义书签。
5。
2.1变压器的选择 ................................................................................... 错误!未定义书签。
5。
２。
２低压设备的选择ﻩ错误!未定义书签。
5.２。
３户外开关箱(环网柜)的选择ﻩ错误!未定义书签。
5.２.4户内开关柜选择 ............................................................................... 错误!未定义书签。
10kv变电所及低压配电系统的设计说明
10kv变电所及低压配电系统的设计说明⽬录1引⾔ (1)1.1. ⽤户供电系统 (1)2 变电所负荷计算和⽆功补偿的计算 (2)2.1 负荷情况 (2)2.1.1 负荷统计全⼚的⽤电设备统计如下表 (2)2.2 变电站的负荷计算 (2)2.1.2 负荷计算 (2)2.3 ⽆功补偿的⽬的和⽅案 (3)2.4 ⽆功补偿的计算及设备选择 (3)3 变电所变压器台数和容量的选择 (5)3.1 变压器的选择原则 (5)3.2 变压器类型的选择 (5)3.3 变压器台数的选择 (5)3.4 变压器容量的选择 (6)4 主接线⽅案的确定 (7)4.1 主接线的基本要求 (7)4.1.1 安全性 (7)4.1.2 可靠性 (7)4.1.3 灵活性 (7)4.1.4 经济性 (7)4.2 主接线的⽅案与分析 (7)4.3 电⽓主接线的确定与绘图 (8)5 短路电流的计算 (11)5.1 短路电流及其计算 (11)5.2 三相短路电流的计算 (10)6 变电所⾼压进线、⼀次设备和低压出线的选择 (14)6.1 ⽤电单位总计算负荷 (14)6.2 ⾼压进线的选择与校验 (14)6.2.1 架空线的选择 (14)6.2.2 电缆进线的选择 (14)6.3 变电所⼀次设备的选择 (14)6.3.1 ⾼压断路器的选择 (14)6.3.2 ⾼压隔离开关的选择 (15)6.3.3 ⾼压熔断器的选择 (15)6.3.4 电流互感器的选择 (15)6.3.5 电压互感器的选择 (16)6.3.6 ⾼压开关柜的选择 (16)6.4 低压出线的选择 (17)6.4.1 低压母线桥的选择 (17)6.4.2 低压母线的选择 (17)7 防雷保护与接地装置的设计 (18)7.1 架空线路的防雷措施 (18)7.2 变配电所的防雷措施 (18)7.3 变电所公共接地装置的设计 (19)7.3.1 接地电阻的要求 (19)7.3.2 接地装置 (19)7.4 变配电所配电装置的保护 (20)8 变电所⼆次回路⽅案 (21)8.1 继电保护的选择与整定 (21)8.1.1 继电保护的选择要求 (21)8.1.2 继电保护的装置选择与整定 (21)结论 (26)辞 (27)参考⽂献 (28)1引⾔1.1 ⽤户供电系统电⼒⽤户供电系统由外部电源进线、⽤户变配电所、⾼低压配电线路和⽤电设备组成。
10 0.4kv变电所设计
供配电课程设计设计题目：某纺织厂10kV/0.4kV变电所设计姓名:班级：学号：指导教师：成绩评定：2018年01月19日目录1. 设计题目 (1)1.1 原始资料 (1)1。
1。
1 设计环境及基础资料 (1)1.1.2 设计内容 (2)2. 功率计算及无功功率补偿 (2)2.1 功率计算 (2)2.2 无功功率补偿 (4)2.2.1 无功补偿的意义 (4)2。
2.2 无功补偿的基本要求 (4)2。
2.3 无功功率平衡与补偿 (4)3。
变压器的选择 (5)3。
1 变压器台数的选择 (5)3。
2 变压器容量的选择 (6)3。
3 变压器类型的选择 (6)4。
电气主接线设计 (6)4。
1 电气主接线的基本要求 (6)4.2电气主接线的基本形式 (6)4。
3电气主接线方案 (7)4。
3.1 电气主接线方案的比较 (7)4.3。
2 电气主接线方案的确定 (7)5. 短路电流计算 (7)5.1 短路电流计算的目的 (7)5。
2 短路计算的假设条件 (7)5.3 短路点的确定 (8)5.4 短路电流计算 (8)6. 选择主要电气设备 (11)7. 继电保护的配置 (13)1 设计题目：某纺织厂10kV/0.4kV变电所设计1.1原始资料1.1.1设计环境及基础资料（1）某纺织厂因生产规模扩建和提高供电可靠性的需要,拟新建一厂区，为此拟新建10/0.4KV降压变电所一座。
有关负荷资料见附表1，新厂区总平面布置图见附图。
（2)从电业部门某110/10KV变电所，变电所母线出线短路容量为350MVA，用10KV双回架空线路向本厂配电,该变电所在厂南侧0.5公里.（3）功率因数应在0。
9以上（10KV)。
织布车间仓库纺纱车间动力车间变电所自来水车间机修车间生活区图1 纺织厂平面图1。
1。
2 设计内容(1）负荷计算及无功功率补偿 .(2）选择变电所主变台数、容量及型式。
（3）设计本变电所的电气主接线，选出数个电气主接线方案进行技术经济比较，确定一个最佳方案。
浅析10KV变0.4KV供配电系统主接线设计
浅析10KV变0.4KV供配电系统主接线设计发表时间：2020-12-02T15:19:17.713Z 来源：《中国电业》2020年20期作者：何强[导读] 供配电系统的主接线是连接变电站电气设备之间，以及供电线路之间的电路何强云南省畜牧兽医科学院云南昆明 650224摘要：供配电系统的主接线是连接变电站电气设备之间，以及供电线路之间的电路，以满足额定功率的要求，是供配电系统的重要组成部分，也是保证变电站正常运行的关键，其与变电站的空间布局、电气设备的选型、配电装置的设计等，都有着直接的关系。
所以，10/0.4KV供配电系统主接线的设计十分重要，通过主接线的设计，保证变电站安全、可靠、经济的运行，提供高质量的供电服务，满足日常用电所需。
关键词：供配电系统；供配电系统主接线；主接线设计变电站是一定区域内供电的核心，其运行质量直接关系到用户用电安全和用电获得感，由于生活质量不断提高，生活中应用的电器设备不断增多，所以对变电站的供电质量有了较高的要求，变电站10/0.4KV供配电系统主接线的设计，与供电质量有着直接的关系。
本文通过对主接线设计的探讨，为主接线设置了保护措施，其中一条线路出现故障，都会启动备用的安全措施，从而提高了整个供配电系统的可靠性。
1．供配电系统主接线设计举例某变电站电压等级为10kV，其中还设置了中压和低压变电站，中压变电站供电范围是转接站、站外系统、居民区，低压变电用于站内的基础设施供电，包括变电站的供水系统、电脑、电气设备以及黑启动等设备的供电。
转接站与变电站之间架设电线，两个站的接线方式相同，本文主要以低压变电站为例，对10KV/0.4KV供配电系统主接线设计进行实例分析。
变电站的电源来自电力公司的电网，经过变电站的10/0.4KV变压器后，输送到低压柜，供配电系统分为三段，分别是正常Ⅰ段、正常Ⅱ段、应急段，Ⅰ段、Ⅱ段使用单母线分段接线，两进线与母线使用手动或者是自动的接线方式，被称为备自投模式，手动接线方式，可实现两进线并行，但是时间有限；自动模式的接线，可实现两段母线的分列运行，所以某一线路出现问题，备自投会自动切断故障进线开关，接着闭合母线开关，由运行正常的线路进行供电，故障排除后，手动闭合切断的开关。
电气设计规范(一)10kV及以下变电所设计规范
当低压母线为双电源，变压器低压侧总开关和母线分段开关采用低压断路器 时,在总开关的出线侧及母线分段开关的两侧，宜装设刀开关或隔离触头。 （合环操作）
有人值班的配电所，应设单独的值班室。当低压配电室兼作值班室时，低压配电 室面积应适当增大。高压配电室与值班室应直通或经过通道相通，值班室应有直 接通向户外或通向走道的门。（危急时刻，方便人员安全撤离）
变电所宜单层布置。当采用双层布置时，变压器应设在底层。设于二层的配电室 应设搬运设备的通道、平台或孔洞。
配电装置各回路的相序排列宜一致，硬导体应涂刷相色油漆或相色标志。 色别应为L1相黄色，L2相绿色，L3相红色。
海拔超过1000m的地区，配电装置应选择适用于该海拔高度的电器和电瓷 产品,其外部绝缘的冲击和工频试验电压，应符合现行国家标准《高压电 气设备绝缘试验电压和试验方法》的有关规定。高压电器用于海拔超过 1000m的地区时，导体载流量可不计其影响。
行风向的下风侧； 七、不应设在厕所、浴室或其他经常积水场所的正下方，且不宜与上述场所相
贴邻（防止漏水）； 八、不应设在有爆炸危险环境的正上方或正下方，且不宜设在有火灾危险环境
的正上方或正下方，当与有爆炸或火灾危险环境的建筑物毗连时，应符合现 行国家标准《爆炸和火灾危险环境电力装置设计规范》的规定； 九、不应设在地势低洼和可能积水的场所。
当装有弹簧储能操动机构的断路器时，宜采用小容量镉镍电池装置或电容储 能式硅整流装置作为合、分闸操作电源。
第四章 配电装置
第一节 型式与布置
变电所的型式应根据用电负荷的状况和周围环境情况确定，并应符合下列规定： 一、负荷较大的车间和站房，宜设附设变电所或半露天变电所； 二、负荷较大的多跨厂房，负荷中心在厂房的中部且环境许可时，宜设车间内变电所或组
10KV变电站一次系统设计说明
10KV变电站一次系统设计摘要本设计的主要容包括：10/0.4kV变电所主变压器选择；变电所电气主接线设计；短路电流计算；负荷计算；无功功率补偿；电气设备选择（母线、高压断路器、隔离开关、电流互感器、电压互感器、避雷器和补偿电容器）；配电装置设计；继电保护规划设计；防雷保护设计等。
根据电气主线设计应满足可靠性、灵活性、经济性的要求，本变电所电气主接线的高压侧采用单母线接线，低压侧采用单母线分段的电气主接线形式；对低压侧负荷的统计计算采用需要系数法；为减少无功损耗，提高电能的利用率，本设计进行了无功功率补偿设计，使功率因数从0.69提高到0.9；短路电流的计算包括短路点的选择及其具体数值计算；而电气设备选择采用了按额定电流选择，按短路电流计算的结果进行校验的方法；继电保护设计主要是对变压器进行电流速断保护和过电流保护的设计计算；配电装置采用成套配电装置；本变电所采用避雷针防直击雷保护。
本设计十分注重运用我国电气设计的新技术和新的设备，实用性及强，考虑到是实际工程的应用，便以通俗易懂的语言进行阐述。
关键词：变电所设计；电气主接线；继电保护AbstractThe design on the topic of "Liaoning Institute of Technology Teaching Building substation expansion preliminary design." The main design elements include : 10/0.4kV main transformer substation choice; Electrical Substation main wiring design; Short-circuit current calculation; Load Calculation; Reactive power compensation; Electrical Equipment (bus, HV circuit breakers, isolation switches, current transformer and voltage transformer, and compensation capacitor MOA); Distribution Equipment design; relay Planning and Design; Lightning protection design.According to the main line of electrical design should meet the reliability, flexibility, economy requirements, The substation main electrical wiring High Side single-bus wiring, low voltage side of the single-bus above the main electrical wiring form; the low-pressure side load calculated using the statistical needs coefficient; To reduce the reactive power loss, increased energy utilization, The design of reactive power compensation design, power factor from 0.69 to 0.9; short-circuit current calculations include short-circuit point for the selection and specific numerical calculation; and electrical equipment chosen by the choice of rated current, short-circuit current calculation by the results of the calibration methods; relay design of the main transformer Current Protection and over-current protection design; distribution installations complete set of power distribution equipment; The substation using direct lightning stroke prevention lightning protection.The design is very close attention to the use of our electrical design of the new technology and new equipment, practical and strong, Taking into account the actual application, in a user-friendly language to describe it.Key words：: substation design; Electrical wiring; Relay .目录前言 ....................................................................................................................... V II 第1章毕业设计概述 .. (1)1.1 毕业设计题目 (1)1.2 毕业设计目的 (1)1.3毕业设计容 (1)第2章负荷计算 ..................................................................... 错误!未定义书签。
(完整word版)10KV箱式变电站设计
摘要随着市场经济的发展，国家在城乡电网建设和改造中，要求高压直接进入负荷中心，形成高压受电—变压器降压—低压配电的供电格局，所以供配电要向节地、节电、紧凑型、小型化、无人值守的方向发展。
其次随着社会发展和城市化进程的加快，负荷密度越来越高，城市用地越来越紧张，城市配电网逐步由架空向电缆过渡，架杆方式安装的配电变压器越来越不适应人们的要求。
与此同时，由于信息化、网络化和智能化住宅小区发展，因此不仅要求箱变安全可靠，同时要求具有“四遥”(遥测、遥讯、遥调、遥控)的智能化功能。
根据现代化建设的要求，建议居民住宅小区要首选小型化箱式配变，因为独立配电室投资高，配电房与居民小区住房不相协调，影响整体美观和建设标准的一致性，况且其建设位置因与住房争地盘，也较难设计在负荷中心，造成供电半径向一侧伸展，供电结构不合理，电压质量差，线损增大；杆上变压器一般在路旁，10kV 线路采用架空引入，低压采用架空沿墙敷设或地下电缆配电，也影响了小区的环境形象，还容易出现电力事故，很不安全，供电质量难以保证，低压线损高，杆上变压器不能满足负荷增长的需要。
关键词：箱式变电站结构一次系统二次系统前言箱式变电站又称户外成套变电站，也有称做组合式变电站，它是发展于20世纪60年代至70年代欧美等西方发达国家推出的一种户外成套变电所的新型变电设备，由于它具有组合灵活，便于运输、迁移、安装方便，施工周期短、运行费用低、无污染、免维护等优点，受到世界各国电力工作者的重视。
进入20世纪90年代中期，国内开始出现简易箱式变电站，并得到了迅速发展。
我现在本设计的主要任务：1．10KV箱式变电站的总体结构设计；2．箱式变电站主接线设计与一次设备选型；3．二次系统设计；4．箱式变电站智能监控功能设计。
本课题的主要内容包括箱式变电站的发展应用，箱式变电站的结构分类，以及箱式变电站一次系统设计及其设备选型，二次系统设计，以及箱式变电站的智能监控系统。
10kV箱式变电站的设计高压侧额定电压为10kV，低压侧额定电压为0.4KV，主变压器容量为1 600kVA。
10KV箱变项目设计规范
10KV/0.4KV箱式变电站设计规范编号：复合夹芯板 白钢板 钢 板≤2000M ＞2000M温 和 全天候HXGN-12 XGN15-12 SM6其 它：2、技术参数1.）进出线系统：进线 顶 部 底 部馈出 顶 部 底 部2.）控制电路：断路器/负荷开关： AC220V AC380V保护继电器： AC220V AC380V计量表计： AC220V AC380V3.)扩展功能： RS485通讯 4~20mA变送4.)应用： 变压器供电 环网供电5.)加热装置： 没 有 有3、电气参数1.）额定电压： 10 KV2.）额定电流： A3.）额定频率： Hz4.）额定短路电流： kA5.）峰值耐受电流： kA中性点直接接地 中性点不直接接地6.）接地系统：7.）依据标准： GB3906-20064、柜体参数IP21 IP31 IP42 其它：1.）防护等级：有 锁 没 锁 其它：2.）门：前门：门 板 其它：3.）外形尺寸：驼05 RAL7035 RAL7038 RAL90024.）颜色：其它：5.）母线：类型： 铜母线 铝母线水平： 有 没 有镀锡： 有 没 有热缩管： 有 没 有7.）正面分支模拟图： 有 没 有8.）底板： 有 没 有5、结构参数1.）电源电缆连接： 端子排 引流排 直接连接到设备2.）母线标识： A：黄色 B：绿色 C：红色 PE：黄绿3.）控制导线：带冷压端头的500V黑色BVR聚氯乙烯绝缘导线控制回路：1.5mm2信号回路：1.5mm2电压回路：1.5mm2电流回路：2.5mm24.）计量导线：带冷压端头的500V黄、绿、红、蓝色BV聚氯乙烯绝缘导线A：黄色 B：绿色 C：红色 N：蓝电压回路：2.5mm2电流回路：4mm2压接 螺钉紧固5.）控制端子排：内部导线：压接 螺钉紧固有 没有6.）导线标识：7.）标签：刻字、白底红字。
固定方式：自攻螺钉紧固。
6、主要电器元件三、低压部分1、基本参数1.）柜型：GGD BSZ 其它：2.）数 量： 台 描 述：2、技术参数1.）进出线系统： 进线 顶 部底 部馈出 顶 部底 部2.）控制电路：进线/母联： AC220VAC380V馈 出： AC220V AC380V继 电 器： AC220VAC380V计量表计： AC220VAC380V3.）扩展功能： RS485通讯 4~20mA变送4.）应 用： 配 电电动机控制3、电气参数1.）额定电压： 380 V2.）额定电流： A3.）额定频率： Hz4.）额定短路电流： kA5.）峰值耐受电流： kA6.）接地系统：TN-CTN-STTIT7.）依据标准： GB7251.1-2005 4、柜体参数1.）防护等级： IP21IP31IP42其它：2.）门：前门： 有 锁 没 锁 其它：后门： 门板其它：3.）外形尺寸：驼05 RAL7035 RAL7038 RAL90024.）颜色：其它：5.）母线：类型： 铜母线 铝母线水平： 有 没 有垂直： 有 没 有镀锡： 有 没 有6.）正面分支模拟图： 有 没 有有 没 有7.）底板：5、结构参数端子排 引流排 直接连接到设备1.）电源电缆连接：2.）母线标识： A：黄色 B：绿色 C：红色 N: 浅蓝色 PE：黄绿3.）控制导线：带冷压端头的500V黑色BVR聚氯乙烯绝缘导线控制回路：1.5mm2信号回路：1.5mm2电压回路：1.5mm2电流回路：2.5mm24.）计量导线：带冷压端头的500V黄、绿、红色BV聚氯乙烯绝缘导线 A：黄色 B：绿色 C：红色 N：蓝电压回路：2.5mm2电流回路：4mm2压 接 螺钉紧固5.）控制端子排：内部导线：压 接 螺钉紧固有 没 有6.）导线标识：7.）标签：刻字、白底红字。
10kV、0.4kV备自投试验方案设计
编号：YD-201510kV、0.4kV备自投试验方案批准：审核：编制：编制单位：设备管理部2015年04月01日（本件共17 页）技术文件处理签编号：HPC-YD-2015日期：2015-04-0110kV、0.4kV备自投试验方案一试验目的：1 检查10kV厂用Ⅰ至Ⅳ段在主电源消失情况下，备用电源自动投入功能是否正确，备自投装置是否可靠，二次回路是否正确。
2 检查10KV备自投装置与0.4kV系统备自投装置动作时间配合是否恰当。
二试验方案：1 试验前检查：1.1 核对10kVⅠ～Ⅳ备自投装置定值与定值单一致。
1.2 核对大坝10kV备自投装置定值与定值单一致。
1.3 核对#1公用电备自投装置定值与定值单一致。
1.4 核对#1、2机组自用电备自投装置定值与定值单一致。
1.5 核对照明用电备自投装置定值与定值单一致。
1.6 核对#2公用电备自投装置定值与定值单一致。
1.7 核对#3、4机组自用电备自投装置定值与定值单一致。
1.8 核对大坝自用电备自投装置定值与定值单一致。
2 10kVⅠ段备自投试验检查：2.1 试验前高低压厂用系统运行方式2.1.1 10kV系统运行方式（1）10kVⅠ段由1号高厂变低压侧开关801供电运行；（2）10kVⅡ由2号高厂变低压侧开关802供电运行；（3）10kVⅢ由3号高厂变低压侧开关803供电运行；（4）10kVⅣ段由左岸110kV变电钻10kV外来电源2开关810供电运行；（5）110kV变电站10kV外来电源1带电至809PT，外来电源1开关809断开，并拉至“试验”位置。
（6）断开10kVⅠ、Ⅱ段联络开关12，放置在“工作”位置；（7）断开10kVⅡ、Ⅲ段联络开关23，放置在“工作”位置；（8）断开10kVⅢ、Ⅳ段联络开关34，放置在“工作”位置。
2.1.2 400V系统1号公用电Ⅰ、Ⅱ段”联络运行”。
（1）400V系统1号公用电Ⅰ、Ⅱ段经10kVⅢ段负荷1号公用电段变压器32B 高压侧开关831、1号公用电变压器32B、1号公用电段Ⅱ段电源开关432供电运行；（2）10kVⅠ段负荷1号公用电段变压器31B高压侧开关812断开；（3）400V系统1号公用电段Ⅰ段电源开关431断开；（4）退出400V系统1号公用电Ⅰ、Ⅱ段备自投。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
新疆工业高等专科学校电气系课程设计说明书供配电技术专业班级：供用电10-2班学生姓名：***指导教师：何颖老师完成日期： 2012-6-16新疆工业高等专科学校电气系课程设计任务书教研室主任（签名）系（部）主任（签名）年月日新疆工业高等专科学校电气系课程设计评定意见设计题目：10/0.4kv变电所设计学生姓名：周景岳专业供用电技术班级供电10-2班评定意见：评定成绩：指导教师（签名）：年月日评定意见参考提纲：1.学生完成的工作量与内容是否符合任务书的要求。
2.学生的勤勉态度。
3.设计或说明书的优缺点，包括：学生对理论知识的掌握程度、实践工作能力、表现出的创造性和综合应用能力等。
摘要变电所是供配电系统的一个重要组成部分，由电器设备和线路按一定的接线方式所构成，他从供配电系统取得电能，通过其变换、分配、输送与保护等功能，然后将电能安全、可靠、经济的输送到每一个用电设备的转设场所。
变电所供配电设计需要考虑很多方面，分析变电所担负的任务及用户负荷等情况.利用用户数据进行负荷计算，确定用户无功功率补偿装置。
同时进行各种变压器的选择，从而确定变电所的主接线方式，再进行短路电流计算，选择导线，选择变电所高低压电气一次设备等。
本变电所的设计包括了：1）总体方案的确定（2）负荷分析（3）短路电流的计算（4）主接线方案的选择（5）继电保护的整定及防雷设计。
关键词：变电所负荷短路电流继电保护1 变电站设计背景1.1 工厂变配电所的设计1.1.1 电力用户供电系统的分类电力用户供配电系统由外部电源进线、用户变配电所、高低压配电线路和用电设备组成。
按供电容量的不同，电力用户可分为大型（10000kV·A以上）、中型（1000-10000kV·A）、小型（1000kV·A及以下）》。
1.大型电力用户供电系统大型电力用户的用户供电系统，采用的外部电源进线供电电压等级为35kV及以上，一般需要经用户总降压变电所和车间变电所两级变压。
总降压变电所将进线电压降为6-10kV的内部高压配电电压，然后经高压配电线路引至各个车间变电所，车间变电所再将电压变为220/380V的低电压供用电设备使用。
某些厂区环境和设备条件许可的大型电力用户也有采用所谓“高压深入负荷中心”的供电方式，即35kV的进线电压直接一次降为220/380V的低压配电电压。
2.中型电力用户一般采用10kV的外部电源进线供电电压，经高压配电所和10kV用户内部高压配电线路馈电给各车间变电所，车间变电所再将电压变换成220/380V的低电压供用电设备使用。
3.小型电力用户供电系统对于小型电力用户供电系统，由于所需容量较小，通常只设有一个相当于车间变电所的降压变电所，将6-10KV电压降为低压用电设备所需电压。
1.1.2 工厂变配电所的设计原则1.必须遵守国家的有关规程和标准，执行国家的有关方针政策，包括节约能源、节约有色金属等技术经济政策。
2.应做到保障人身和设备安全、供电可靠、电能质量合格、技术先进和经济合理，应采用效率高、能耗低、性能较先进的电气产品。
3.应根据工程特点、规模和发展规划，正确处理近期建设与远期发展的关系，做到远、近期结合，以近期为主，适当考虑扩建的可能性。
4.必须从全局出发，统筹兼顾，按照负荷性质、用电容量、工程特点和地区供电条件等，合理确定设计方案。
1.2 原始资料1.2.1 设计背景某公司现要新建一个10/0.4kV的变配电所，向公司生产区、办公楼、职工住宅区及其生活水泵组供电。
原先变电所只能满足两个车间、办公楼和生活区的用电负荷。
随着近年来，随着企业内部的调整，下属子公司之间的相互合并等原因，公司扩充了规模，兼并了原来其他单位的一些用电设备，因此，原先的变电所已经不能满足需要，要在原址旁边新建一座10/0.4kV变配电所，以满足单位改革后用电负荷的要求。
鉴于公司用电的特殊性，新建变电所的电源取自3km某公司一专用35kV变电站和3km外市供电公司另一相同容量的35kV变电站。
变电所建成后，能满足现有的生产、生活用电，有效地提高负荷转移能力，进一步提高供电可靠性。
2 变电所负荷计算和无功补偿的计算2.1 计算负荷的方法及负荷计算法的确定由于用电设备组并不一定同时运行，即使同时运行，也并不一定都能达到额定容量。
另外，各用电设备的工作制也不一样，有连续、短时、断续周期之分。
在设计时，如果简单地把各用电设备的额定容量加起来，作为选择导线截面和电气设备容量的依据，选择过大会使设备欠载，造成投资和有色金属的浪费；选择过小则会使设备过载运行，出现过热，导致绝缘老化甚至损坏，影响导线或电气设备的安全运行，严重时会造成火灾事故。
为避免这种情况的发生，设计时，应用计算负荷选择导线和电气设备。
计算负荷又称需要负荷或最大负荷。
计算负荷是一个假想的持续负荷，其热效应与某一段时间内实际变动负荷所产生的最大热效应相等。
在供电设计中，通常采用半小时的最大平均值作为按发热条件选择电气设备和导体的依据。
用半小时最大负荷30P 来表示其有功计算负荷，而无功计算负荷、视在计算负荷和计算电流则分别表示为30Q 、30S 和30I 。
我国目前普遍采用的确定计算负荷的方法有需要系数法和二项式法。
由于需要系数法的优点是简便，适用于全产和车间变电所负荷的计算，因此本设计变电所的负荷的计算采用需要系数法。
2.2 需要系数法的基本知识(1).需要系数dK需要系数是用电设备组在最大负荷时需要的有功功率与其设备容量的比值，即d K =max P /e P =30P /eP 式(2.1)用电设备组的设备容量eP ，是指用电设备组所有设备（不含备用设备）的额定容量NK 之和，即e P =∑NP 。
而设备的额定容量，是设备在额定条件下的最大输出功率。
但是用电设备组的设备实际上不一定都同时运行，运行的设备也不一定都满负荷，同时设备本身和配电线路都有功率损耗，因此用电设备组的需要系数为dK =K ∑LK /e WLηη 式(2.2)式中K∑代表设备组的同时系数，即设备组在最大负荷时运行的设备容量与全部设备容量之比;LK 代表设备组的负荷系数，即设备组在最大负荷时的输出功率与运行的设备容量之比；eη代表设备组的平均效率；WLη代表配电线路的平均效率，即配电线路在最大负荷时的末端功率与首段功率之比。
(2).计算用电设备组的计算负荷在求出有功计算负荷30P 后，可按下列各公式分别求出其余的计算负荷：30Q =30P ϕtan30S =30P ϕcos 式(2.3)30I=30S /N U）式中ϕcos 代表用电设备组的平均功率因数，ϕtan 代表对应于用电设备组ϕcos 的正切值。
(3).计算多组用电设备的计算负荷在车间变电所低压母线上或配电干线上，常有多种用电设备，应考虑各种用电设备的最大负荷不同时出现的因数，因此在确定多组用电设备的计算负荷时，应引入有功计算负荷和无功计算负荷的同时系数PK ∑和QK ∑。
对有N 组用电设备的计算负荷如下：30P =p K ∑30()1Ni i P=∑30Q =Q K ∑30()1Ni i Q =∑ 式(2.4)30S 30I=30S /N ）同时系数PK ∑和QK ∑的取值为：对车间干线:PK ∑取0.85-0.95，QK ∑取0.90-0.97对低压母线:由用电设备组计算负荷直接相加计算，PK ∑取0.80-0.90，QK ∑取0.85-0.95由车间干线计算负荷直接相加计算，PK ∑取0.90-0.95，QK ∑取0.93-0.972.3 变电所的负荷计算 2.3.1 负荷统计表2.1 用电负荷统计2.3.2 负荷计算按需要系数法计算各组负荷由式子(2.1)和式子(2.3)可知： 有功功率30P =d K eP 式(2.5)无功功率 30Q =30P ϕtan (2.6)视在功率 30S 上述三个公式中：eP ：每组设备容量之和，单位为kW ；dK ：需要系数；ϕcos :用电设备组的平均功率因数；ϕtan ：对应于用电设备组ϕcos 的正切值。
1.小批量生产的金属冷加工机床电动机：查附录A ，dK =0.16-0.2（取0.2）ϕcos =0.5ϕtan =1.73有功负荷30(1)P =d K (1)e P = 0.2*433.45=86.69（kW ）无功负荷30(1)Q =30(1)Pϕtan =86.69*1.73=149.97（kvar ）视在功率30(1)S （kV ·A ） 2.电焊机组的计算负荷： 查附录A ，dK =0.35ϕcos =0.35ϕtan =2.68有功负荷30(2)P =d K (2)e P =0.35*129.35=45.27(kW) 无功负荷30(2)Q =30(2)Pϕtan =45.27*2.68=121.33(kvar)视在功率30(2)S ==129.5(kV ·A )3.起重机的计算负荷： 查附录A ，dK =0.1-0.15（取0.15）ϕcos =0.5ϕtan =1.73有功负荷30(3)P =d K (3)e P =0.15*113.2=16.98(kW)无功负荷30(3)Q =30(3)Pϕtan =16.98*1.73=29.38(kvar)视在功率30(3)S ·A )4.住宅区水泵组： 查附录A ，dK =0.8ϕcos =0.8ϕtan =0.75有功负荷30(4)P =d K (4)e P 4=0.8*176=140.8(kW)无功负荷30(4)Q =30(4)Pϕtan =0.75*140.8=105.6(kvar)视在功率30(4)S ==176(kV.A)5.办公楼： 查附录A ，dK =0.8ϕcos =1ϕtan =0有功负荷30(5)P =d K (5)e P =0.8*30=24(kW)无功负荷30(5)Q =30(5)Pϕtan =0(kvar)视在功率30(5)S =24(kV ·A )6.住宅区： 查附录A ，dK =0.45ϕcos =1ϕtan =0有功负荷30(6)P =d K (6)e P =0.45*768=345.6(kW)无功负荷30(6)Q =30(6)Pϕtan =0(kvar) 视在功率30(6)S==345.6(kV ·A )7.厂区照明： 查附录A ，dK =1ϕcos =1ϕtan =0有功负荷30(7)P =d K (7)e P =1*29=29(kW)无功负荷30(7)Q =30(7)Pϕtan =0(kvar) 视在功率30(7)S=·A)1）因此对于干线的总负荷的计算：（取pK ∑=0.95，QK ∑=0.97）1.有功功率30P =p K ∑30()1Ni i P=∑=0.95*688.34=653.92(KW)2.无功功率30Q =Q K ∑30()1Ni i Q =∑=0.97*406.28=394.09(kvar)3.视在功率30S·A)2）对于低压母线的总负荷的计算：（取pK ∑=0.90，QK ∑=0.95）1.有功功率30P =p K ∑30()1Ni i P=∑=0.90*688.34=619.506(KW)2.无功功率30Q =Q K ∑30()1Ni i Q =∑=0.95*406.28=385.966(kvar)3.视在功率30S·A)表2.2计算负荷表2.4 无功补偿的目的和方案由于用户的大量负荷如感应电动机、电焊机、气体放电灯等，都是感性负荷，使得功率因数偏低，因此需要采用无功补偿措施来提高功率因数。